¿Por qué fallan constantemente las varillas de perforación de roca?: Los cuatro factores de los que nadie habla.
Hace unos meses, hablé por teléfono con el capataz de una cantera en Omán. Había gastado más varillas de perforación en seis semanas que las que usó en su anterior cantera en seis meses. "Simplemente se rompen", me dijo. "Las roscas se desgastan, los ejes se doblan y no entiendo por qué el otro equipo no tuvo ningún problema".
Le hice una pregunta: ¿Qué cambió entre los sitios?
Resultó que todo influía. La roca, la configuración de la plataforma, el agua, incluso la forma en que su equipo manipulaba las cañas entre turnos. Nada de eso era culpa de las cañas, pero todo las estaba matando.
He aquí la incómoda verdad sobre las varillas de perforación de roca: la mayoría no se desgastan. Se estropean prematuramente por una serie de factores que son completamente evitables si se sabe qué buscar.
1. El acero en sí: lo que no puedes ver te hará daño.
No todas las barras de perforación de acero son iguales. La diferencia entre una barra que dura 1000 metros y otra que se rompe a los 200 suele radicar en lo que hay dentro del metal, y eso no se puede ver a simple vista.
El acero de baja calidad con inclusiones de óxido, vetas de sulfuro o huecos internos puede parecer en buen estado a simple vista. Pero si se somete a la percusión de alta frecuencia en roca dura, esos microdefectos se convierten en puntos de inicio de grietas por fatiga. Una vez que una grieta comienza a propagarse, no se detiene. La varilla pasa de estar en perfecto estado a estar rota sin previo aviso.
Este es uno de esos casos en los que lo barato sale caro. Una varilla perforadora de roca fabricada con acero aleado limpio y desgasificado al vacío tiene un precio inicial más elevado. Pero si la comparamos con tres repuestos de material más económico —más el tiempo de inactividad y la mano de obra para cambiarlos—, la cosa cambia rápidamente.
2. El lugar de trabajo es más duro de lo que piensas.
Ni siquiera la mejor varilla de perforación te salvará si las condiciones en las que trabaja son desfavorables.
Consideremos la roca en sí. En granito, cuarcita o cualquier formación con alto contenido de sílice, la tensión de impacto sobre la varilla se multiplica. Cada golpe del martillo perforador o taladro de roca envía una onda expansiva a través del acero, y la roca abrasiva no solo se resiste, sino que devuelve esa energía. Si a esto le sumamos un terreno fracturado con zonas de falla y capas discontinuas, tenemos la receta perfecta para que la varilla se atasque, se retuerza y se doble.
Luego está la configuración del equipo. Hay tres cosas que veo que fallan constantemente:
La presión de impacto es demasiado alta: la varilla absorbe energía más allá de su límite de diseño. La fuerza de avance es demasiado baja: la broca pierde contacto con la superficie de la roca y se produce un disparo en vacío, lo que provoca que el retroceso impacte directamente en el cuerpo de la varilla en lugar de en la roca. Además, la velocidad de rotación es demasiado alta, lo que genera vibraciones armónicas que fatigan el acero en horas en lugar de semanas.
¿Y el factor humano? Disparar en vacío porque nadie ajustó la alimentación. Usar una varilla que ya está ligeramente doblada porque " pasará por un agujero más." Desalinear el aparejo para que la varilla entre en ángulo y se flexione con cada golpe. No son fallas del equipo, son hábitos, y cuestan más que cualquier varilla económica.
3. El agua no es solo agua.
Si su emplazamiento tiene aguas subterráneas con incluso una acidez leve, sulfatos o cloruros —y muchas explotaciones mineras y canteras las tienen—, tiene un problema de corrosión electroquímica que coexiste con el problema de corrosión mecánica.
La corrosión crea picaduras en la superficie de la varilla de perforación. Estas picaduras se convierten en concentradores de tensión. Bajo cargas de impacto cíclicas, se produce agrietamiento por corrosión bajo tensión y la varilla falla con cargas muy inferiores a su capacidad nominal. ¿Lo más preocupante? Que no lo verás venir. La varilla parece estar bien por fuera hasta que deja de estarlo.
La solución es sencilla: enjuagar las varillas después de usarlas, secarlas y, si se van a guardar, aplicarles una capa de aceite antioxidante es muy beneficioso. Sin embargo, en lugares con mucho movimiento, este paso se suele omitir.
4. El juego del apareamiento: la compatibilidad entre la caña y el bocado importa más de lo que crees.
Una varilla perforadora de roca no funciona sola. Forma parte de un conjunto —un adaptador de vástago en un extremo y una broca de botón o de cabeza avellanada en el otro— y si esas conexiones no son correctas, la varilla sufre las consecuencias.
Las roscas desgastadas más allá de la tolerancia, un ajuste entre la varilla y la broca demasiado flojo o demasiado apretado, una desalineación del eje central entre los componentes: cualquiera de estos factores genera una tensión localizada que se concentra justo en el punto de conexión. Ahí es donde comienza la fisura por fatiga, siempre.
He visto a equipos perder el tiempo reemplazando varillas cuando el verdadero problema era un adaptador de vástago desgastado que desalineaba toda la cuerda. Revisa las conexiones. Si una varilla se enrosca con demasiada facilidad o hay que forzarla, algo anda mal.
En resumen
La mayoría de las varillas de perforación no se desgastan por el uso; se estropean prematuramente debido a una combinación de acero de mala calidad, malas condiciones, ajustes incorrectos y malos hábitos. Solucione lo que pueda controlar: compre a proveedores que utilicen acero aleado de calidad, ajuste la velocidad de impacto y la velocidad de avance según el tipo de roca, mantenga las varillas limpias y secas entre turnos y revise las conexiones antes de cada perforación.
Haz eso y te sorprenderá lo mucho que dura una buena varilla de perforación.
